问题
解答题
已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c,在(-∞,-1),(2,+∞)上单调递增,在(-1,2)上单调递减,当且仅当x>4时.f(x)>x2-4x+5=g(x).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)若函数y=m与函数f(x),g(x)的图象共有3个交点,求实数m的取值范围.
答案
(1)因为函数在(-∞,-1),(2,+∞)上单调递增,在(-1,2)上单调递减,所以-1,2是函数的两个极值点,即-1,2是f'(x)=0的两个根,
因为f'(x)=3x2+2ax+b,所以由根与系数之间的关系得
解得-1+2=- 2a 3 -1×2= b 3
.a=- 3 2 b=-6
所以f(x)=x3-
x2-6x+c.3 2
令H(x)=f(x)-x2-4x+5=x3-
x2-2x+c-5,则H'(x)=3x2-5x-2=(3x+1)(x-2),5 2
所以函数H(x)在(-∞,
),(2,+∞)上为增函数,在(-1 3
,2)上为减函数,故1 3
,解得c=-11.H(4)=0 H(-
)<01 3
所以此时f(x)=x3-
x2-6x-11.3 2
(2)因为f(x)=x3-
x2-6x-11,则f(-1)=-3 2
,f(2)=-21,15 2
故当-21<m<-
时,直线y=m与函数f(x)的图象有3个交点,与g(x)的图象没有交点.15 2
又g(x)=x2-4x+5=(x-2)2+1≥1,故当m>1时,直线y=m与g(x)的图象有2个交点,与f(x)的图象有1个交点,
又f(4)=g(4)=5,故当1<m<5或m>5时,直线y=m与函数f(x),g(x)的图象共有3个交点,
故实数m的取值范围(-21,-
)∪(1,5)∪(5,+∞).15 2